CN104610309A - 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用 - Google Patents

一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104610309A
CN104610309A CN201510054231.5A CN201510054231A CN104610309A CN 104610309 A CN104610309 A CN 104610309A CN 201510054231 A CN201510054231 A CN 201510054231A CN 104610309 A CN104610309 A CN 104610309A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ligand polymer
preparation
coordination polymer
ferroelectric property
ferroelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510054231.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104610309B (zh
Inventor
陈立庄
曹星星
黄登登
潘其建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZIBO LUBAO METAL PRODUCT CO., LTD.
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201510054231.5A priority Critical patent/CN104610309B/zh
Publication of CN104610309A publication Critical patent/CN104610309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104610309B publication Critical patent/CN104610309B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/008—Supramolecular polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用，所述配位聚合物的化学式为：Cd(C17H15N2O2)Cl，室温时，将含有Cd2+的可溶性化合物和苯丙氨酸衍生物在水中充分搅拌混合，放入反应釜，通过水热法自组装制得，配位聚合物可应用于制作电光学装置、信息存储、非线性光学器件和红外传感器。本发明的具有铁电性质的配位聚合物，所采用的材料制备工艺简单、易操作、原料来源充足、生产成本低、产率高以及重复性好；不易溶于一般的溶剂，热分解温度点相对较高，晶体颗粒均匀。

Description

一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用
技术领域
本发明属于分子基铁电材料的合成技术领域，特别涉及具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用。
背景技术
铁电材料是热释电材料的一类。在不加外电场时就具有自发极化的现象，而且在一定的温度范围内，该极化在外加电场的作用下会发生反转或者重新定向。铁电材料在外加电场作用下，会表现出电滞回线特征，如Xu,Y.H.Ferroelectric materials and theirapplication.New York:Elsevier Science Publisher,1991。材料的这种特性被称为“铁电现象”或“铁电效应”。由于具有优良的铁电性、压电性、热释电性及非线性光学等特性，近年来，铁电材料迅速发展，已经广泛应用于电子技术、激光技术、红外探测技术、固态记忆和显示技术以及其他工程技术方面，如：Tian,S.Acta Aeronutica et AstronauticaSinica 2000,21,56-60；钟维烈，铁电体物理学，北京：科学出版社，1998。因此，目前国际上对铁电材料的研究十分活跃。
目前，人们对于铁电材料的研究和应用主要集中在无机材料上。无机铁电材料由于具有高强度、高硬度、耐高温、性能长期稳定、使用寿命长等优点而被广泛应用，但是由于无机铁电薄膜的制作需要高真空较高温度的条件，制作成本较为昂贵，不易制作大面积薄膜且需要采用硬质材料作为基片，较大的限制了其应用，如Horiuchi,S.,Tokura,Y.Nature Material 2008,7,357。近年来，有机铁电体薄膜也备受青睐，主要是由于与无机铁电材料相比，其具有易制成大面积薄膜且制作成本低于昂贵的单晶铁电材料、低温制作条件、相对大的分子超极化率等优点。但是由于有机铁电材料的铁电耦合系数较低，相对介电常数较小，性能、功能的长期稳定性相对较差一些，从而使其应用受到较大限制。因此，研究新型铁电材料以克服无机或有机铁电材料的固有缺陷已成为当前铁电材料的研究重点，如Jardine,P.A.,Johnson,G.C.,Andrew,C.et al,Mat.Res.Soc.Sym.Proc.1992,276,11-23；Horiuchi,S.,Tokunaga,Y.,Giovannetti,G.,Picozzi,S.,Itoh,H.,Shimano,R.,Kumai,R.,Tokura,Y.Nature 2010,463,789；Gene,H.H.J.Am.Ceram.Soc.1999,82(4),797-818中均有研究。
从目前的国内外研究现状来看，对于高性能的铁电材料的研究和开发应用仍处在发展阶段,如Fu,D.W,Zhang,W,Cai,H.L.,Zhang,Y.,Xiong,R.G.,Huang,S.D.andNakamura T.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,11947；Xu,G.C.,Ma,X.M.,Li,Z.,Wang,Z.M.,Gao,S.J.Am.Chem.Soc.2010,132,9588；Li,X.L.,Chen,K.,Liu,Y.,Wang,Z.X.,Wang,T.W.,Zuo,J.L.,Li,Y.Z.,Wang,Y.,Service R.,F.,Science,1997,275,1878；Zhu,J.S.,Liu,J.M.,Song,Y.,You,X.Z.Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,6820中都有进行研究。近年来，具有铁电效应的金属有机盐酸盐引起了人们极大的研究兴趣，这类有机-无机杂化材料经过精心设计和调控，可以充分利用无机材料和有机材料的各自优点，达到扬长避短的效果，是此类材料呈现出新颖的性质。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用，制备的配位聚合物可以作铁电材料使用，制备工艺简单、易操作。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种具有铁电性质的配位聚合物，所述配位聚合物的化学式为：Cd(C17H15N2O2)Cl。
作为优选，所述配位聚合物的二级结构单元为：晶体属单斜晶系，空间群为手性空间群P21，结构中的Cd原子均处于六配位的八面体构型之中。
一种具有铁电性质的配位聚合物的制备方法，在常温下，将含有Cd2+的可溶性化合物与苯丙氨酸衍生物在水中混合，将混合液搅拌0.5h后移入聚四氟乙烯反应釜，在160℃条件下通过水热法自组装制得产物为具有铁电性质的配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl。
作为优选，所述含有Cd2+的可溶性化合物与苯丙氨酸衍生物的摩尔比为1:1.
作为优选，所述苯丙氨酸衍生物的物质的量为10mmol，溶剂水的体积为6ml。
作为优选，所述可溶性化合物为可溶性盐酸盐。
具有铁电性质的配位聚合物在制作电光学装置、信息存储、非线性光学器件和红外传感器中的应用。
上述水热法，是指以水为溶剂，高温高压下，将在大气条件下不溶或者难溶的物质溶解，通过控制高温釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体。
本材料是通过水热法–高温高压条件下–通过溶剂自组装合成，材料结构稳定性较高，且本材料的结构可控性较强，制备方法简单，易操作。
有益效果：本发明的具有铁电性质的配位聚合物，所采用的材料制备工艺简单、易操作、原料来源充足、生产成本低、产率高以及重复性好；不易溶于一般的溶剂，热分解温度点相对较高，晶体颗粒均匀。
附图说明
图1为配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl的配位环境图。
图2为配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl的二维网状图。
图3为配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl的红外光谱图。
图4为配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl的热重分析图。
图5为配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl的电滞回线图。
图6为苯丙氨酸衍生物的分子结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例1
室温时，将10mmol CdCl2·2.5H2O和10mmol苯丙氨酸衍生物在6ml水中充分搅拌混合，苯丙氨酸衍生物的分子结构如图6所示，放入反应釜，通过水热法自组装制得一种具有铁电性质的配位聚合物。
对实施例1中的配位聚合物晶体进行分析，在显微镜下选取合适大小的单晶，室温时用经石墨单色化的Mo Kα射线在Bruker Apex II CCD衍射仪上测定单晶的X射线衍射结构，结果见表1。用SADABS方法进行半经验吸收校正，晶胞参数用最小二乘法确定，数据还原和结构解析分别使用SAINT和SHELXL程序包完成，所有非氢原子用全矩阵最小二乘法进行各向异性精修，配位聚合物的配位环境图如图1所示。
图2为配位聚合物的二维网状图，从图中可以看出，堆积图为二维网状结构，通过Cd–Cl–Cd、Cd–O–Cd键相互连接，堆积图与氯化钠晶胞堆积图的一层类似；从图1和2中可以看出结构中的中心原子Cd原子均处于六配位的八面体构型之中；Cd原子与O、Cl原子，通过O–Cd–Cl键相互连接，形成链状结构。
对实施例1中的配位聚合物的红外光谱表征，如图3所示，在1103cm-1处，有一个强烈的吸收峰，是氨基酸上C–N键的吸收峰；在1435cm-1有一个强烈的吸收峰，是氨基酸上C＝O双键伸缩振动吸收峰；在1584cm-1处，有一个强烈的吸收峰，是苯环的吸收峰；在2240cm-1处，是苯腈上–CN三键的吸收峰。
对实施例1中的配位聚合物的热重分析表征，如图4所示，从热重分析中可以看出，配位聚合物有着两个明显的重量损失过程。
表1配位聚合物的晶体学数据
对实施例1中的配位聚合物进行铁电性能研究，具体步骤如下：选取这种配位聚合物适量的样品，在压片机上加工为厚度为0.6mm的原形待测样品，在压片的上下两侧，涂上导电银胶。然后分别在Precision Premier II铁电测试仪上进行测试。我们对得到的这种配位聚合物研究发现：这种配位聚合物的极化强度P与外施电场强度E的关系曲线表明具有明显的铁电效应，这种配位聚合物的电滞回线分别如图5。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有铁电性质的配位聚合物，其特征在于：所述配位聚合物的化学式为：Cd(C17H15N2O2)Cl。
2.根据权利要求2所述的具有铁电性质的配位聚合物，其特征在于：所述配位聚合物的二级结构单元为：晶体属单斜晶系，空间群为手性空间群P21，结构中的Cd原子均处于六配位的八面体构型之中。
3.一种具有铁电性质的配位聚合物的制备方法，其特征在于：在常温下，将含有Cd2+的可溶性化合物与苯丙氨酸衍生物在水中混合，将混合液搅拌0.5h后移入聚四氟乙烯反应釜，在160℃条件下通过水热法自组装制得产物为具有铁电性质的配位聚合物Cd(C17H15N2O2)Cl。
4.根据权利要求3所述的具有铁电性质的配位聚合物的制备方法，其特征在于：所述含有Cd2+的可溶性化合物与苯丙氨酸衍生物的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求4所述的具有铁电性质的配位聚合物的制备方法，其特征在于：所述苯丙氨酸衍生物的物质的量为10mmol，溶剂水的体积为6ml。
6.根据权利要求3或4所述的具有铁电性质的配位聚合物的制备方法，其特征在于：所述可溶性化合物为可溶性盐酸盐。
7.权利要求1或2所述的具有铁电性质的配位聚合物在制作电光学装置、信息存储、非线性光学器件和红外传感器中的应用。
CN201510054231.5A 2015-02-02 2015-02-02 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用 Active CN104610309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510054231.5A CN104610309B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510054231.5A CN104610309B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104610309A true CN104610309A (zh) 2015-05-13
CN104610309B CN104610309B (zh) 2016-03-30

Family

ID=53144987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510054231.5A Active CN104610309B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104610309B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105754557A (zh) * 2016-03-31 2016-07-13 江苏科技大学 一种低温相变化合物、制备方法及其应用
CN106083851A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 江苏科技大学 一种具有低温相变的金属铅配位化合物、制备方法及其应用
CN106083904A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 江苏科技大学 一种含钙的具有低温相变的配位化合物、制备方法及其应用
CN106146519A (zh) * 2016-06-22 2016-11-23 江苏科技大学 一种基于二溴1,4‑二乙基‑1,4‑二氮杂二环[2.2.2]辛烷的二价锰荧光材料的制备、表征和应用
CN106946980A (zh) * 2017-03-08 2017-07-14 常州大学 一种铁离子诱导的苯丙氨酸二肽自组装产物的制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105837580B (zh) * 2016-04-27 2017-12-26 江苏科技大学 一种一维链状低温相变化合物、制备方法及其应用
CN105837581B (zh) * 2016-04-27 2017-12-26 江苏科技大学 一种含六氟磷酸根的低温相变化合物、制备方法及其应用
CN106146520B (zh) * 2016-06-24 2017-12-29 江苏科技大学 一种高介电常数、低介电损耗低温相变化合物制备方法及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DA-WEI FU等: "A Multiferroic Perdeutero Metal–Organic Framework.", 《ANGEW. CHEM. INT. ED.》, vol. 50, 25 October 2011 (2011-10-25), pages 11947 - 11951 *
王锡森等: "手性及非中心对称配位聚合物的组装", 《科学通报》, vol. 50, no. 21, 30 November 2005 (2005-11-30), pages 2317 - 2340 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105754557A (zh) * 2016-03-31 2016-07-13 江苏科技大学 一种低温相变化合物、制备方法及其应用
CN106083851A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 江苏科技大学 一种具有低温相变的金属铅配位化合物、制备方法及其应用
CN106083904A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 江苏科技大学 一种含钙的具有低温相变的配位化合物、制备方法及其应用
CN106146519A (zh) * 2016-06-22 2016-11-23 江苏科技大学 一种基于二溴1,4‑二乙基‑1,4‑二氮杂二环[2.2.2]辛烷的二价锰荧光材料的制备、表征和应用
CN106946980A (zh) * 2017-03-08 2017-07-14 常州大学 一种铁离子诱导的苯丙氨酸二肽自组装产物的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104610309B (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104610309B (zh) 一种具有铁电性质的配位聚合物和制备方法及其应用
Zeng et al. Unprecedented 2D Homochiral Hybrid Lead‐Iodide Perovskite Thermochromic Ferroelectrics with Ferroelastic Switching
Ji et al. N-Isopropylbenzylammonium tetrafluoroborate: an organic dielectric relaxor with a tunable transition between high and low dielectric states
CN110305019A (zh) 一种二维层状钙钛矿晶体及其制备方法
CN104372412A (zh) 甲胺卤化铅酸盐化合物大尺寸晶体生长方法及装置
CN116356422B (zh) 一种基于cof结构的钙钛矿单晶及其制备方法和应用
CN105111458A (zh) 一种卤化锌三联吡啶配位聚合物多功能材料及其制备方法
CN105837580A (zh) 一种一维链状低温相变化合物、制备方法及其应用
Chu et al. Fluorine substitution in ethylamine triggers second harmonic generation in noncentrosymmetric crystalline [NH3CH2CH2F] 3BiCl6
Chu et al. An ABX3 organic–inorganic perovskite-type material with the formula (C5N2H9) CdCl3: Application for detection of volatile organic solvent molecules
Wang et al. Dielectric switching, SHG response and Pd (ii) adsorption of a multifunctional phase-transition complex
Liu et al. Fast photoactuation of elastic crystals based on 3-(naphthalen-1-yl)-2-phenylacrylonitriles triggered by subtle photoisomerization
CN105837581A (zh) 一种含六氟磷酸根的低温相变化合物、制备方法及其应用
Han et al. Organic–Inorganic Hybrid Compound [H2-1, 5-Diazabicyclo [3.3. 0] octane] ZnBr4 with Reverse Symmetry Breaking Shows a Switchable Dielectric Anomaly and Robust Second Harmonic Generation Effect
Deng et al. Homochiral chemistry strategy to trigger second-harmonic generation and dual dielectric switches
CN107746465A (zh) 一种以3,5‑吡唑二羧酸为配体构筑的Nd‑MOF材料及制备方法
Li et al. Rational design of an organic–inorganic hybrid with Schiff base cations for an efficient quadratic nonlinear optical switch
CN110862404A (zh) 一种基于环己烷六羧酸和联吡啶的金属有机骨架晶体材料及其制备方法
CN105754557A (zh) 一种低温相变化合物、制备方法及其应用
Mu et al. High-temperature enantiomeric azobenzene-based photoisomerized piezoelectrics: 4-(phenyldiazenyl) anilinium) d-and l-tartrate
CN104193784A (zh) 具有铁电性质的配位化合物及其制备方法与应用
CN110105295B (zh) 二组分氢键共晶化合物及其制备方法和应用
Ye et al. Anions Distorting Triggering Ferroelectricity in a Molecular Crystal
CN101633674B (zh) 一种铁电材料有机金属硼酸盐及其制备方法与应用
CN106083904B (zh) 一种含钙的具有低温相变的配位化合物、制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181102

Address after: 255100 Zichuan District, Zibo City, Shandong province Kunlun Zhenkang home village

Patentee after: ZIBO LUBAO METAL PRODUCT CO., LTD.

Address before: No. 2, Mengxi Road, Zhenjiang, Jiangsu Province, Jiangsu

Patentee before: Jiangsu University of Science and Technology